基于带电粒子束检查中的电荷累积减少的图像增强制造技术

一种用于增强带电粒子束检查系统中的检查图像的改进方法和设备。一种用于增强检查图像的改进方法包括：获取在不同着落能量下获得的样品的多个测试图像；确定多个测试图像的失真水平；基于失真水平，确定在检查期间使样品能够处于中性电荷条件的着落能量水平；以及基于所确定的着落能量水平，获取检查图像。获取检查图像。获取检查图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于带电粒子束检查中的电荷累积减少的图像增强
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年4月3日提交的美国申请63/005,074的优先权，该美国申请的全部内容通过引用被并入本文中。


[0003]本文中所提供的实施例涉及图像增强技术，更具体地涉及在带电粒子束检查中基于晶片上的电荷累积减少的检查图像增强。

技术介绍

[0004]在集成电路(IC)的制造过程中，检查未完成或完成的电路组件以确保它们是根据设计制造的并且没有缺陷。利用光学显微镜或带电粒子(例如，电子)束显微镜(诸如扫描电子显微镜(SEM))的检查系统可以被采用。随着IC组件的物理尺寸不断缩小，缺陷检测的准确性和产率变得更加重要。
[0005]图案/结构位移和与设计的尺寸偏差可以从SEM图像以亚纳米(nm)精度测量。这些测量有助于标识所制造的IC的缺陷和控制制造过程。在检查期间晶片上的电荷累积可能引起SEM图像的失真、散焦和异常灰度级，并且由此引起测量临界尺寸和套刻以及从SEM图像检测缺陷的误差。

技术实现思路

[0006]本文中所提供的实施例公开了一种粒子束检查设备，更具体地，公开了一种使用带电粒子束的检查设备。
[0007]在一些实施例中，提供了一种用于增强带电粒子束检查系统中的检查图像的方法。该方法包括：获取在不同着落能量下获得的样品的多个测试图像；确定多个测试图像的失真水平；基于失真水平，确定在检查期间使样品能够处于中性电荷条件的着落能量水平；以及基于所确定的着落能量水平，获取检查图像。
[0008]在一些实施例中，一种图像增强设备包括存储器和至少一个处理器，该存储器存储指令集，该至少一个处理器被配置为执行指令集以使设备执行：获取在不同着落能量下获得的样品的多个测试图像；确定多个测试图像的失真水平；基于失真水平，确定在检查期间使样品能够处于中性电荷条件的着落能量水平；以及基于所确定的着落能量水平，获取检查图像。
[0009]在一些实施例中，提供了一种非瞬态计算机可读介质，该非瞬态计算机可读介质存储指令集，该指令集能够由计算装置的至少一个处理器执行以执行用于增强图像的方法。该方法包括：获取在不同着落能量下获得的样品的多个测试图像；确定多个测试图像的失真水平；基于失真水平，确定在检查期间使样品能够处于中性电荷条件的着落能量水平；以及基于所确定的着落能量水平，获取检查图像。
[0010]在一些实施例中，提供了一种用于标识带电粒子束检查系统中的最佳着落能量的
方法。该方法包括：获取在不同着落能量下获得的样品的多个测试图像；确定多个测试图像的失真水平，其中确定失真水平包括：基于第一测试图像和第一参考图像中的特征的位置来将第一测试图像与对应于第一测试图像的第一参考图像进行比较；以及基于失真水平，确定在检查期间使样品能够处于中性电荷条件的着落能量水平。
[0011]在一些实施例中，提供了一种用于增强带电粒子束检查系统中的检查图像的方法。该方法包括：获取样品的第一测试图像和第二测试图像，其中第一测试图像和第二测试图像在不同的着落能量下被获得；确定第一测试图像的第一失真水平和第二测试图像的第二失真水平；确定在检查样品时使失真水平基本上为零的着落能量水平，对着落能量水平的确定基于第一失真水平、第二失真水平和不同的着落能量；以及基于所确定的着落能量水平，获取检查图像。
[0012]从以下结合附图的描述中，本公开的实施例的其他优势将变得明显，在附图中通过图示和示例的方式阐述了本专利技术的某些实施例。
附图说明
[0013]图1是图示了根据本公开的实施例的示例电子束检查(EBI)系统的示意图。
[0014]图2是图示了根据本公开的实施例的可以是图1的电子束检查系统的一部分的示例电子束工具的示意图。
[0015]图3A是在中性电荷条件下获得的检查图像中的特征位置与参考特征位置的示例比较。
[0016]图3B是在负电荷条件下获得的检查图像中的特征位置与参考特征位置的示例比较。
[0017]图3C是在正电荷条件下获得的检查图像中的特征位置与参考特征位置的示例比较。
[0018]图4是根据本公开的实施例的示例图像增强设备的框图。
[0019]图5是根据本公开的实施例的样品上的示例测试区域。
[0020]图6图示了根据本公开的实施例的测量失真量的示例方法。
[0021]图7是根据本公开的实施例的用于标识对应于中性电荷条件的着落能量的示例曲线图。
[0022]图8是表示根据本公开的实施例的用于增强多束检查系统中的图像的示例方法的处理流程图。
具体实施方式
[0023]现在将详细参照示例性实施例，其示例在附图中图示。以下描述参照附图，其中除非另外表示，否则不同附图中的相同数字表示相同或类似的元件。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现不表示所有实现。反而，它们仅是在所附权利要求中叙述的与所公开的实施例相关的方面一致的设备和方法的示例。例如，尽管一些实施例在使用电子束的上下文中进行描述，但是本公开不被限于此。其他类型的带电粒子束可以被类似地应用。此外，其他成像系统可以被使用，诸如光学成像、光电检测、x射线检测等。
[0024]电子装置由在称为衬底的硅片上形成的电路构成。许多电路可以被一起形成在同
一硅片上，并且被称为集成电路或IC。这些电路的尺寸已被显著减小，使得更多的电路可以安装在衬底上。例如，智能电话中的IC芯片可以像拇指指甲一样小，但可能包括超过20亿个晶体管，每个晶体管的尺寸小于人类头发的尺寸的1/1000。
[0025]制造这些极小的IC是复杂、耗时且昂贵的过程，通常涉及数百个单独的步骤。即使在一个步骤中出现误差，也有可能导致在完成的IC中的缺陷，从而使其无法使用。因此，制造过程的一个目标是避免这种缺陷，以使在过程中制造的功能IC的数目最大化，即，提高过程的总体产率。
[0026]提高产率的一个组成部分是监测芯片制造过程，以确保它生产足够数目的功能集成电路。监测过程的一种方式是在其形成的各个阶段检查芯片电路结构。检查可以使用扫描电子显微镜(SEM)来执行。SEM可以被用于对这些极小的结构进行成像，实际上是拍摄结构的“图片”。该图像可以被用于确定结构是否被正确形成以及它是否形成在正确的位置。如果结构有缺陷，则过程可以被调整，使得缺陷不太可能再次发生。
[0027]当标识所制造的IC的缺陷时，可以使用从SEM图像测量的图案/结构的临界尺寸。例如，由经测量的临界尺寸确定的图案之间的移位或边缘布置变化可以有助于标识缺陷并控制制造过程。当在进入的初级电子和出去的次级电子之间存在不平衡时，在检查期间电荷可能累积在晶片上。这种电荷累积可能引起SEM图像的显著失真、散焦和异常灰度级，从而引起根据SEM图像测量临界尺寸的误差。
[0028]本公开的一些实施例提供了一种用于标识能够在检查期间平衡样品上的电荷的能量水平的技术。基于所标识的能量水平检查样品可以有助于提供更准确的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于增强带电粒子束检查系统中的检查图像的方法，所述方法包括：获取在不同着落能量下获得的样品的多个测试图像；确定所述多个测试图像的失真水平；基于所述失真水平，确定在检查期间使所述样品能够处于中性电荷条件的着落能量水平；以及基于所确定的所述着落能量水平，获取检查图像。2.一种图像增强设备，包括：存储器，存储指令集；以及至少一个处理器，被配置为执行所述指令集以使所述设备执行：获取在不同着落能量下获得的样品的多个测试图像；确定所述多个测试图像的失真水平；基于所述失真水平，确定在检查期间使所述样品能够处于中性电荷条件的着落能量水平；以及基于所确定的所述着落能量水平，获取检查图像。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述至少一个处理器被配置为执行所述指令集以使所述设备进一步执行：基于与所述检查图像相对应的参考图像，校正所述检查图像。4.根据权利要求2所述的设备，其中所获取的所述样品的所述多个测试图像中的每个测试图像与所述样品的多个测试区域中的测试区域相对应。5.根据权利要求2所述的设备，其中确定所述多个测试图像的失真水平包括：基于与所述多个测试图像之中的第一测试图像相对应的第一参考图像，确定所述第一测试图像的第一失真水平。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一失真水平包括指示所述第一测试图像是扩展还是收缩的信息。7.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一失真水平包括第一失真量，所述第一失真量基于所述第一测试图像上的特征与所述第一参考图像上的对应特征之间的位移。8.根据权利要求3所述的设备，其中确定使所述样品能够处于中性电荷条件的着落能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王翔，S，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：